Высокопрочные износостойкие литьевые смеси подходят для использования в зонах с сильным износом в промышленных печах. Они обладают более высокой плотностью и большей износостойкостью, чем обычные огнеупорные литьевые смеси, и способны выдерживать высокотемпературные удары и сдвиговые напряжения под воздействием больших мягких нагрузок.
Характеристики износостойких литьевых смесей включают прочность на сжатие, прочность на изгиб и износостойкость. Это зависит от соотношения компонентов и используемого сырья. В износостойких материалах в процессе производства используются сырьевые материалы с высоким содержанием алюминия и высокой насыпной плотностью, а также более крупным размером частиц, чем у обычных материалов. Добавление определенной доли композитов карбида кремния в процессе производства дополнительно повышает прочность на изгиб и износостойкость литьевой смеси.
Характеристики износостойких литьевых смесей
Добавление соответствующей пропорции стальных волокон в износостойкие литьевые смеси повышает прочность на растяжение и улучшает эксплуатационные характеристики. В процессе производства добавление жаростойких волокон из нержавеющей стали в заполнители и порошки предотвращает разницу в расширении при высоких температурах и противодействует напряжениям, вызванным изменениями температурного градиента во время запуска и остановки печи. Добавление стальных волокон также повышает общую целостность и прочность стенок печи после литья. При использовании никелированной нержавеющей стали обеспечивается еще большая термостойкость, а также повышается сопротивление трению и усталости.
Высокопрочные износостойкие литьевые смеси также различаются по объемной плотности и эксплуатационным показателям, при этом различные марки выбираются в зависимости от температуры и атмосферы печи. Независимо от марки качества, износостойкость является фундаментальным свойством всех марок литьевых смесей.
Где износостойкие литьевые смеси наиболее подходят для использования?
Высокопрочные износостойкие литьевые материалы лучше всего подходят для использования в передних и задних арочных стенках различных котлов, а также могут применяться в стенках топок мусоросжигательных заводов. Композитные износостойкие литьевые материалы также часто используются в таких деталях, как крышки электропечей, днища нагревательных печей, входные отверстия цементных вращающихся печей и кольца перегородок.
Свойства и применение литьевых смесей Al2O3-SiC-C
Литьевые смеси Al2O3-SiC-C — это огнеупорные материалы, состоящие из корунда или высокоглиноземистого клинкера, карбида кремния, углеродных связующих и добавок. Они в основном используются в качестве футеровки выпускных желобов доменных печей, поэтому их также называют огнеупорными литьевыми смесями для выпускных желобов.
Высокоскоростной поток расплавленного железа и шлака (расход достигает нескольких тонн в минуту) вызывает сильную механическую эрозию и износ футеровки желоба, что делает условия эксплуатации довольно суровыми и требует чрезвычайно высокой устойчивости к эрозии и износу. Выпускной желоб работает с перерывами, с резким падением температуры в конце каждого цикла выпуска, подвергая литьевую смесь сильному термическому удару. Поэтому материал футеровки выпускного желоба должен обладать превосходной термостойкостью. Литая смесь должна сохранять достаточную структурную прочность при высоких температурах, чтобы выдерживать эрозию от расплавленного железа и шлака, а также собственный вес.
Из-за низкой проницаемости эти литьевые смеси очень подвержены растрескиванию во время обжига из-за быстрого испарения влаги. Поэтому обычно добавляют взрывоопасные добавки, такие как металлический алюминиевый порошок, лактат алюминия, азоамид или взрывостойкие волокна. Однако количество добавляемой взрывоопасной добавки должно строго контролироваться; чрезмерное добавление приведет к снижению насыпной плотности, уменьшению прочности и ухудшению коррозионной и эрозионной стойкости.
Состав литьевых смесей на основе оксида алюминия, карбида кремния и углерода варьируется в зависимости от условий применения. Например, в литьевых смесях для больших выпускных отверстий доменных печей в качестве заполнителя необходимо использовать плавленый оксид алюминия, тогда как для средних и малых доменных печей можно использовать высокоглиноземистый клинкер. Количество добавляемого карбида кремния варьируется в зависимости от места применения: 18–30% для выпускных отверстий и шлакоотводящих линий и 12–15% ниже шлакоотводящей линии.
Литейные смеси на основе оксида алюминия, карбида кремния и углерода могут использоваться непосредственно на строительной площадке или в качестве сборных элементов. Срок их службы значительно варьируется в зависимости от качества используемого сырья. В крупных доменных печах для изготовления основной облицовки траншеи (толщиной 450–500 мм) используются литейные смеси на основе корунда, карбида кремния и углерода. Объем расплавленного железа, который может пройти через траншею за один раз, обычно составляет от 100 000 до 150 000 тонн, а после дополнительной разливки или напыления он может достигать более 300 000 тонн.
